[发明专利]一种飞行器航空精准喷施控制系统和方法

权利要求书

1.一种采用飞行器航空精准喷施控制系统的控制方法，其特征在于，所述飞行器航空精准喷施控制系统，包括：控制器、雾滴粒径控制单元、机载气象测量单元和机载高度测量单元；所述控制器分别连接所述雾滴粒径控制单元、机载气象测量单元和机载高度测量单元；

所述机载气象测量单元用于获取所述飞行器所在的环境信息；所述机载高度测量单元用于获取所述飞行器距离地面的高度信息；所述控制器用于根据所述环境信息和高度信息计算喷施的雾滴粒径的目标值，并根据所述目标值向所述雾滴粒径控制单元发送控制指令；所述雾滴粒径控制单元用于根据所述控制指令调节喷施的雾滴粒径的大小；

所述控制方法包括：

获取所述飞行器所在的环境信息和所述飞行器距离地面的高度信息；

根据所述环境信息和高度信息计算喷施的雾滴粒径的目标值；

根据所述目标值调节雾滴粒径的大小；

其中，所述根据所述环境信息和高度信息计算喷施的雾滴粒径的目标值采用以下公式进行计算：

f(w)＝w₀*e^w

f(v)＝v₀*v²

其中，D₀为当前的雾滴粒径，D为雾滴粒径的目标值，a、b、c、d为因素影响系数，a、b、c、d根据喷施的药剂的油性度、密度进行调整，v为侧向风速，t为环境温度，w为空气相对湿度，h为飞行器距离地面的相对高度，t₀，w₀，h₀，v₀为调整系数。

2.根据权利要求1所述的采用飞行器航空精准喷施控制系统的控制方法，其特征在于，所述调节雾滴粒径的大小的方法包括：

调整喷头的旋转速度或调节喷杆内管道的压力。

3.根据权利要求1所述的采用飞行器航空精准喷施控制系统的控制方法，其特征在于，所述机载气象测量单元包括对射式超声波收发器，所述对射式超声波收发器包括发送端和接收端；所述发送端和接收端分别位于喷洒器械的两端；所述发送端发送一定频率的超声波信号，所述接收端接收所述超声波信号；所述机载气象测量单元通过所述超声波信号的传输时间估计所述飞行器所在的侧向风速。

4.根据权利要求1所述的采用飞行器航空精准喷施控制系统的控制方法，其特征在于，所述系统还包括：连接所述控制器的喷洒器械姿态控制单元和机体姿态测量单元；

所述机体姿态测量单元用于获取所述飞行器的机体姿态信息；所述控制器还用于根据所述机体姿态信息向所述喷洒器械姿态控制单元发送调整姿态控制指令；所述喷洒器械姿态控制单元用于根据所述调整姿态控制指令调整喷洒器械的姿态。

5.根据权利要求4所述的采用飞行器航空精准喷施控制系统的控制方法，其特征在于，所述系统还包括：连接所述控制器的喷洒器械姿态感知单元；喷洒器械姿态感知单元用于获取当前的喷洒器械的姿态；所述控制器还用于根据当前的喷洒器械的姿态与所述机体姿态信息，向所述喷洒器械姿态控制单元发送调整姿态控制指令。

6.根据权利要求1所述的采用飞行器航空精准喷施控制系统的控制方法，其特征在于，所述系统还包括：连接所述控制器的喷洒流量控制单元；所述喷洒流量控制单元包括流量传感器、GPS接收机和流量调节阀；

所述GPS接收机用于获取所述飞行器当前的飞行速度；所述流量传感器用于获取当前的喷施流量；所述控制器还用于根据所述飞行速度计算目标喷施流量；所述流量调节阀用于调节当前的喷施流量，以使当前的喷施流量接近所述目标喷施流量。

7.根据权利要求6所述的采用飞行器航空精准喷施控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述飞行速度计算目标喷施流量采用以下公式：

Q＝q*S

S＝V*L

其中，Q为目标喷施流量，q为预设单位面积的喷施量，S为单位时间的喷施面积，V为飞行速度，L为已知有效喷施幅宽。

8.根据权利要求1所述的采用飞行器航空精准喷施控制系统的控制方法，其特征在于，所述系统还包括：与所述控制器连接的喷洒压力控制单元和人机交互单元；

所述喷洒压力控制单元用于根据所述控制器发送的预设压力值，控制喷施的管道压力稳定在所述预设压力值；

所述人机交互单元用于输入预设的喷施需求和输出当前的喷施状态。